CN113337907A - 可有效提升生物酶反应活性的纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

可有效提升生物酶反应活性的纤维及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113337907A
CN113337907A CN202110697150.2A CN202110697150A CN113337907A CN 113337907 A CN113337907 A CN 113337907A CN 202110697150 A CN202110697150 A CN 202110697150A CN 113337907 A CN113337907 A CN 113337907A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ldhs
fiber
drying
biological enzyme
zrco
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110697150.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113337907B (zh
Inventor
王文标
王浩
刘学文
何蓉
韩东串
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Hones Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Hones Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Hones Environmental Protection Technology Co ltd filed Critical Shanghai Hones Environmental Protection Technology Co ltd
Priority to CN202110697150.2A priority Critical patent/CN113337907B/zh
Publication of CN113337907A publication Critical patent/CN113337907A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113337907B publication Critical patent/CN113337907B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/46—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyolefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/342—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used characterised by the enzymes used
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可有效提升生物酶反应活性的纤维及其制备方法和应用，可有效提升生物酶反应活性的纤维包括主材和辅料，主材由聚丙烯切片、ZrCo2‑LDHs、羟化聚天门冬氨酸组成，辅料为聚乙烯醇或糠醛中的任意一种，聚丙烯切片、ZrCo2‑LDHs、羟化聚天门冬氨酸和聚乙烯醇或糠醛为92～98：0.1～3：0.1～2：0.2～1。本发明所涉纤维采用添加功能性活性化合物，经热熔纺丝工艺制成。本发明用于污水处理生化反应池中可提高生物酶分解有机污染物的处理效率，从而提升微生物的活力和生物反应性能，本发明所述的功能性活性化合物为：介孔层状特性双金属氢氧化物和亲水性聚合物。

Description

可有效提升生物酶反应活性的纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物化学技术领域，尤其涉及一种可有效提升生物酶反应活性的纤维及其制备方法和应用。
背景技术
酶是一类由生物细胞产生的具有催化功能的蛋白质，作为一种生物催化剂，反应后其数量和性质不发生变化。酶在常温常压的温和条件下能高效地催化反应，且具有专一性，被人们广泛应用于酿造、生物医药、环境治理等领域，但酶是一种由氨基酸组成的蛋白质，其高级结构对外界环境十分敏感，在复杂化学物质环境下分解大分子化合物运用酶作为催化物质仍存在诸多缺陷，各种因素如物理因素(温度、压力、电磁场)、化学因素(氧化、还原、有机溶剂、金属离子、离子强度、pH)和生物因素(酶修饰和酶降解)均有可能使酶丧失生物活力。而利用介孔物质固定化酶既克服了上述不足，且在降低成本，保护环境，连续化等许多方面都是十分有利的。
介孔物质由于其较大的比表面积、纳米级的孔径，可用于酶的固定化。酶存在于呈闭锁空间状态的介孔物质内，能连续地进行反应，如对脂肪酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等等。结果表明，介孔材料是一种可调孔径的良好载体。
固定化酶与游离酶相比，具有下列优点：
(1)极易将固定化酶与底物产物分开；
(2)在大多数情况下，能够提高酶的稳定性；
(3)酶反应过程能够加以严格控制；
(4)较游离酶更适合于多酶反应；
(5)可以增加对有机污染物的分解，提高生化反应的效率。
目前，缺乏一种可有效提升生物酶反应活性的纤维及其制备方法和应用。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提供一种可有效提升生物酶反应活性的纤维及其制备方法和应用。
为实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：本发明的一种可有效提升生物酶反应活性的纤维，其特征在于：所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维包括主材和辅料；所述的主材由聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸组成，所述的辅料为聚乙烯醇或糠醛中的任意一种；所述的聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸和聚乙烯醇或糠醛为92～98：0.1～3：0.1～2：0.2～1。
本发明所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚丙烯切片烘干除湿；
(2)ZrCo2-LDHs烘干，添加糠醛研磨，粉体直径研磨至200纳米以下；
(3)将结晶羟化聚天门冬氨酸烘干燥，研磨至200纳米以下；
(4)将聚乙烯醇烘干燥，研磨至200纳米以下；
(5)将步骤(2)至(4)制成功能性母粒：将聚丙烯主料与功能性母粒共混；
(6)通过螺杆挤出纺丝成纤维；
(7)熔体温度为210～240℃，挤出纤维经4～8倍牵制成可有效提升生物酶反应活性的纤维。
进一步地，在步骤(2)中，ZrCo2-LDHs烘干的包括如下步骤：
Step1 ZrCo2-LDHs采用惰性气体保护环境下的微波真空低温烘干：氦气或氮气为保护气体：干燥温度：30～90℃；真空度范围：0KPa～-100.0Kpa；烘干时间：20～120分钟；干料含湿：1～4％；
Step2将粉沫将ZrCo2-LDHs放入微波真空低温烘干机内→抽去机内空气呈负压状态→通入保护气体→干燥至无水状态。
进一步地，在步骤(7)中，所述的纤维细度为1-80D。
本发明所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维在制备污水处理制剂中的应用。
本发明所涉纤维采用添加功能性活性化合物，经热熔纺丝工艺制成。
本发明用于污水处理生化反应池中可提高生物酶分解有机污染物的处理效率，从而提升微生物的活力和生物反应性能。
本发明所述的功能性活性化合物为：介孔层状特性双金属氢氧化物和亲水性聚合物。采用在聚烯烃类高分子化合物中添加功能性活性化合物通过异形纤维喷丝板热熔纺丝。
有益效果：本发明所述的亲水性聚合物为高吸水性的羟化聚天门冬氨酸树脂，羟化聚天冬氨酸高吸水性树脂是一种含有强亲水性基团，并具有良好吸水性的新型功能高分子材料，同时，对环境无毒无污染，属于环境友好型材料。
本发明可维持生物酶供体的微生物生长高效持续的生物酶促进剂，避免常规金属氧化物生物酶促进因金属氧化物杀菌效果而抑制微生物生长，保证了作为生物酶供体的微生物的活力。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)介孔层状特性双金属氢氧化物
本发明所述的介孔层状特性双金属氢氧化物为：ZrCo2-LDHs，具有层间阴离子交换特性，以及结构的比表面积和丰富的三维孔道结构可大大提高材料固定化酶的能力，稳定性酶在固定化后，可提高酶的有效寿命和稳定性。ZrCo2-LDHs作为载体的性能和酶一载体的结合是影响稳定性的重要因素。载体阻挡和防护了不利因素对酶的侵袭，载体共价连接酶有可能增加酶构型的牢固程度。ZrCo2-LDHs可以使酶的热稳定性增加，表观最适温度也可能比原酶高。
(2)羟化聚天门冬氨酸高吸水性树脂的耐盐稳定性较好能在高浓度电介质环境下保持优良的吸水率，吸水率的温度适应性较强，为其在作为污水处理环境下的功能性填料应用奠定了良好的基础。
具体实施方式
以下将对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
实施例1
本发明的一种可有效提升生物酶反应活性的纤维，所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维包括主材和辅料，主材由聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸组成，所述的辅料为聚乙烯醇或糠醛中的任意一种，所述的聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸和聚乙烯醇或糠醛为92：3：1：0.2。
ZrCo2-LDHs非ZrCo2和LDHs混合物，而是金属氢氧化的共生化合物，即:双金属氢氧化物的层状复合物。
本发明所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚丙烯切片烘干除湿；
(2)ZrCo2-LDHs烘干，添加糠醛研磨，粉体直径研磨至200纳米以下；ZrCo2-LDHs烘干的包括如下步骤：
Step1 ZrCo2-LDHs采用惰性气体保护环境下的微波真空低温烘干：氦气或氮气为保护气体：干燥温度：90℃；真空度范围：-60.0Kpa；烘干时间：20分钟；干料含湿：3％；
Step2将粉沫将ZrCo2-LDHs放入微波真空低温烘干机内→抽去机内空气呈负压状态→通入保护气体→干燥至无水状态。
(3)将结晶羟化聚天门冬氨酸烘干燥，研磨至200纳米以下；
(4)将聚乙烯醇烘干燥，研磨至100纳米以下；
(5)将步骤(2)至(4)制成功能性母粒：将聚丙烯主料与功能性母粒共混；
(6)通过螺杆挤出纺丝成纤维；
(7)熔体温度为230℃，挤出纤维经6倍牵制成可有效提升生物酶反应活性的纤维。所述的纤维细度为80D。
本发明所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维在制备污水处理制剂中的应用。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：
本发明的一种可有效提升生物酶反应活性的纤维，所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维包括主材和辅料，主材由聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸组成，所述的辅料为聚乙烯醇或糠醛中的任意一种，所述的聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸和聚乙烯醇或糠醛为98：0.1：2：1。
本发明所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，包括如下步骤：
本发明所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚丙烯切片烘干除湿；
(2)ZrCo2-LDHs烘干，添加糠醛研磨，粉体直径研磨至200纳米以下；ZrCo2-LDHs烘干的包括如下步骤：
Step1 ZrCo2-LDHs采用惰性气体保护环境下的微波真空低温烘干：氦气或氮气为保护气体：干燥温度：30℃；真空度范围：-100.0Kpa；烘干时间：120分钟；干料含湿：4％；
Step2将粉沫将ZrCo2-LDHs放入微波真空低温烘干机内→抽去机内空气呈负压状态→通入保护气体→干燥至无水状态。
(3)将结晶羟化聚天门冬氨酸烘干燥，研磨至200纳米以下；
(4)将聚乙烯醇烘干燥，研磨至100纳米以下；
(5)将步骤(2)至(4)制成功能性母粒：将聚丙烯主料与功能性母粒共混；
(6)通过螺杆挤出纺丝成纤维；
(7)熔体温度为240℃，挤出纤维经8倍牵制成可有效提升生物酶反应活性的纤维。所述的纤维细度为1D。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：
本发明的一种可有效提升生物酶反应活性的纤维，所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维包括主材和辅料，主材由聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸组成，所述的辅料为聚乙烯醇或糠醛中的任意一种，所述的聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸和聚乙烯醇或糠醛为96：2：0.1：0.8。
本发明所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)聚丙烯切片烘干除湿；
(2)ZrCo2-LDHs烘干，添加糠醛研磨，粉体直径研磨至200纳米以下；
ZrCo2-LDHs烘干的包括如下步骤：
Step1 ZrCo2-LDHs采用惰性气体保护环境下的微波真空低温烘干：氦气或氮气为保护气体：干燥温度：60℃；真空度范围：0KPa；烘干时间：90分钟；干料含湿：1％；
Step2将粉沫将ZrCo2-LDHs放入微波真空低温烘干机内→抽去机内空气呈负压状态→通入保护气体→干燥至无水状态。
(3)将结晶羟化聚天门冬氨酸烘干燥，研磨至200纳米以下；
(4)将聚乙烯醇烘干燥，研磨至200纳米以下；
(5)将步骤(2)至(4)制成功能性母粒：将聚丙烯主料与功能性母粒共混；
(6)通过螺杆挤出纺丝成纤维；
(7)熔体温度为210℃，挤出纤维经4倍牵制成可有效提升生物酶反应活性的纤维。所述的纤维细度为70D。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可有效提升生物酶反应活性的纤维，其特征在于：所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维包括主材和辅料；所述的主材由聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸组成，所述的辅料为聚乙烯醇或糠醛中的任意一种；所述的聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸和聚乙烯醇或糠醛为92～98：0.1～3：0.1～2：0.2～1。
2.根据权利要求1所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维，其特征在于：所述的聚丙烯切片、ZrCo2-LDHs、羟化聚天门冬氨酸和聚乙烯醇或糠醛为96：2：0.6：0.5。
3.权利要求1所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)聚丙烯切片烘干除湿；
(2)ZrCo2-LDHs烘干，添加糠醛研磨，粉体直径研磨至200纳米以下；
(3)将结晶羟化聚天门冬氨酸烘干燥，研磨至200纳米以下；
(4)将聚乙烯醇烘干燥，研磨至200纳米以下；
(5)将步骤(2)至(4)制成功能性母粒：将聚丙烯主料与功能性母粒共混；
(6)通过螺杆挤出纺丝成纤维；
(7)熔体温度为210～240℃，挤出纤维经4～8倍牵制成可有效提升生物酶反应活性的纤维。
4.根据权利要求3所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，ZrCo2-LDHs烘干的包括如下步骤：
Step1 ZrCo2-LDHs采用惰性气体保护环境下的微波真空低温烘干：氦气或氮气为保护气体：干燥温度：30～90℃；真空度范围：0KPa～-100.0Kpa；烘干时间：20～120分钟；干料含湿：1～4％；
Step2将粉沫将ZrCo2-LDHs放入微波真空低温烘干机内→抽去机内空气呈负压状态→通入保护气体→干燥至无水状态。
5.根据权利要求4所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法，其特征在于：在步骤(7)中，所述的纤维细度为1-80D。
6.权利要求1至5任一项所述的可有效提升生物酶反应活性的纤维在制备污水处理制剂中的应用。
CN202110697150.2A 2021-06-23 2021-06-23 可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法 Active CN113337907B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110697150.2A CN113337907B (zh) 2021-06-23 2021-06-23 可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110697150.2A CN113337907B (zh) 2021-06-23 2021-06-23 可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113337907A true CN113337907A (zh) 2021-09-03
CN113337907B CN113337907B (zh) 2022-06-24

Family

ID=77478114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110697150.2A Active CN113337907B (zh) 2021-06-23 2021-06-23 可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113337907B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106046375A (zh) * 2016-06-16 2016-10-26 水友环保技术（苏州）有限公司 生物可降解性聚天冬氨酸基螯合树脂及其制备方法
CN107556528A (zh) * 2017-08-02 2018-01-09 浙江恒逸锦纶有限公司 一种改性层状双金属氢氧化物的制备方法与应用
CN112813520A (zh) * 2021-02-03 2021-05-18 李本阳 一种恢复性较强的合成纤维及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106046375A (zh) * 2016-06-16 2016-10-26 水友环保技术（苏州）有限公司 生物可降解性聚天冬氨酸基螯合树脂及其制备方法
CN107556528A (zh) * 2017-08-02 2018-01-09 浙江恒逸锦纶有限公司 一种改性层状双金属氢氧化物的制备方法与应用
CN112813520A (zh) * 2021-02-03 2021-05-18 李本阳 一种恢复性较强的合成纤维及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
詹天荣等: "基于层状双金属氢氧化物的电化学生物传感器研究进展", 《化学通报》 *
郗丽娟等: "层状双金属氢氧化物的制备及其在处理阴离子污染物方面的应用", 《硅酸盐通报》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113337907B (zh) 2022-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ting et al. Use of polyvinyl alcohol as a cell immobilization matrix for copper biosorption by yeast cells
Ping et al. Decolorization of reactive dyes by laccase immobilized in alginate/gelatin blent with PEG
CN112028052B (zh) 一种生物质碳基Fe单原子-N掺杂多孔碳材料的制备方法及其应用
CN101734801A (zh) 一种利用聚氨酯海绵固定白腐真菌去除水中2,4-二氯苯酚的方法
CN113731363A (zh) 一种吸附剂及其制备方法和应用
CN107699874B (zh) 一种纳米银-纤维素复合材料及其制备方法和应用
Ren et al. Multiscale immobilized lipase for rapid separation and continuous catalysis
CN115634679B (zh) 具有多孔结构和高比表面积的壳聚糖基生物炭及其制备方法和应用
CN111040234B (zh) 一种多级孔甲壳素材料的制备方法
CN113262793A (zh) 一种新型二氧化钛复合光催化剂及其制备与应用方法
KR100684603B1 (ko) 미생물 고정화 담체의 제조방법 및 그에 의해 제조된미생물 고정화 담체
CN113337907B (zh) 可有效提升生物酶反应活性的纤维的制备方法
US11577219B2 (en) Method for preparing natural organic macromolecular water treatment agent
Rejikumar et al. Preparation and characterization of urease bound on crosslinked poly (vinyl alcohol)
CN117003236A (zh) 一种果壳活性炭及其制备方法与应用
CN110385147A (zh) 一种蔗渣纤维素-纳米TiO2复合载体的制备方法
CN115818640A (zh) 一种高介孔孔容和低灰分的湿法磷酸活性炭的制备方法
CN113578314B (zh) 一种制备类漆酶催化剂的方法
CN113620288B (zh) 一种多功能生物干化调理剂及其制备方法
CN111892156B (zh) 一种多孔可降解材料及其制备方法和应用
CN115160631A (zh) 一种改性聚乙烯醇缩甲醛悬浮载体及其制备方法
CN115092925A (zh) 一种高氮硫含量且微孔发达的氮硫共掺杂炭材料的制备方法及其应用
CN114394679A (zh) 一种用于工业废水的微生物吸附剂及其制备方法
CN108452770B (zh) 一种MIL-101限域ZrO2纳米颗粒除磷吸附剂及其制备方法与应用
CN116786082B (zh) 一种土霉素的特异性吸附剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant